ResumoWhen added to concrete in appropriate content, silica fume may provide an increase in the mechanical strength of the material due to its high pozzolanic reactivity. In addition to the chemical contribution, physical changes can also be observed in concretes with silica fume due to an improvement in the particle packing of the paste. This is a result of their small size spherical particles, which fill the voids between the larger cement grains. However, it is necessary to properly establish the cement replacement content by silica fume, because at high amounts, which exceed the volume of voids between the cement particles, silica fume can promote the loosening of these particles. Thus, instead of filling the voids and increasing the packing density, the addition of silica fume will increase the volume of voids, decreasing the solid concentration. Consequently, this will impair the properties of the concrete. The objective of this paper is to use a particle packing analytical model, the CPM (Compressible Packing Model), to verify the maximum packing density of cement and silica fume, which could be associated with the silica fume optimum content in pastes. The ideal content of silica fume in pastes, mortars and concretes is usually experimentally determined. However, a theoretical study to contrast experimental data may help understanding the behaviour of silica fume in mixes. Theoretical results show maximum amounts of silica fume in the order of 18 to 20% of the cement weight, which is high considering recommendations on literature of 15%. Nevertheless, the packing model does not consider the effect of silica fume high specific surface on the agglomeration of particles or water demand. Hence, the packing density predicted by this model cannot be used as the single parameter in determining the optimum amount of silica fume in pastes.Keywords: silica fume; packing of fine particles; wet packing; analytical model; CPM.Pela sua pozolanicidade e alta reatividade, a sílica ativa, quando adicionada ao concreto em porcentagens adequadas, pode proporcionar um aumento na resistência mecânica do material. Além da contribuição química, alterações físicas no concreto com sílica ativa também são observadas pela melhora no empacotamento de partículas na pasta, resultado de suas pequenas partículas esféricas que preenchem os vazios entre os grãos de cimento, de maior tamanho. Para tanto, é necessário prever o teor de substituição adequadamente, pois em teores muito elevados, que superem o volume de vazios entre as partículas de cimento, a sílica pode promover o afastamento destas partículas. Assim, ao invés de preencher os vazios e aumentar a densidade de empacotamento, a adição de sílica irá aumentar o volume de vazios, diminuindo a concentração de sólidos na pasta e, consequentemente, prejudicando as propriedades do concreto. Dessa forma, o objetivo deste trabalho é utilizar um modelo analítico de empacotamento de partículas, o CPM (do inglês Compressible Packing Model), para verificar a densidade de empacotame...
RESUMO A busca por aglomerantes de menor impacto ambiental, relacionado principalmente à emissão de CO2, tem crescido na última década, em especial, por aqueles isentos de clínquer. Cimentos álcali ativados (CAT's) são obtidos através da mistura de materiais sílico-cálcico-aluminosos com um ativador alcalino e, portanto, podem reduzir em até 80% a emissão de CO2 quando comparados com o Cimento Portland (CP). Pesquisas recentes têm mostrado que CAT's podem apresentar propriedades físicas e mecânicas equivalentes ou superiores àquelas apresentadas pelo CP, entretanto, a ativação da matéria prima é complexa, pois depende das suas características. Trabalhos recentes têm mostrado a forte influência das características da matéria-prima no desempenho do CAT, porém, pouco mencionada na literatura. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a influência das características da escória de alto forno, finura e composição química, no comportamento dos CAT's, visando contribuir no entendimento dos seus mecanismos de hidratação. Para tanto, foram empregadas duas escórias, A e B, as quais foram submetidas a diferentes tempos de moagem e, ativadas com 5% de NaOH. Foram confeccionadas argamassas e pastas para testes de resistência à compressão (7 e 28 dias), monitoramento do calor de hidratação e investigação da microestrutura (DRX e DSC). Os resultados mostraram que as argamassas confeccionadas com escória A obtiveram ótimo desempenho mecânico, com valores próximos a 48MPa aos 28 dias, bastante superior à escória B, independente da finura e com maior formação de CSH. A hipótese provável desse estudo é que o sistema formado no CAT com escória A, por apresentar maior teor de Al2O3, poderia propiciar a formação de CSH com maior incorporação de Al e menor cristalinidade, contribuindo na resistência mecânica.
Alkali-silica reaction (ASR) is one of the most harmful distress mechanisms that affects the durability of concrete worldwide. Yet, it has been found that ASR-induced expansion and distress may be prevented by the appropriate use of supplementary cementing materials (SCMs). Recent studies suggest that rice husk ash (RHA), a by-product of the rice production, may present promising performances as a pozzolanic material and to enhance the durability of blended mixtures. There are many controversial studies regarding the use of RHA and how its properties directly affect the performance and durability of concretes and mortars. The present study aims to evaluate the influence of the RHA on ASR through the accelerated mortar bar test (AMBT), X-Rays Diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TG), Mercury Intrusion Porosimetry (MIP) and Scanning Electron Microscopy (SEM). To validate the obtained data, the results were compared with mortars made of a well-known SCM (silica fume) which has distinguished behaviour against ASR. The results indicate that, besides the silica fume mortars have showed better results, the use of RHA suggests promising results to mitigate the ASR, yet, further analysis on concrete prims test should be carried out to fully validate the use of RHA to enhance the durability of the concrete. The RHA finesses and its particle size were the most important properties in the SCM performance.
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